Fluorescence de résonance d’un point de InGaAs quantique dans une cavité plane à l’aide de détection et Excitation Orthogonal

Disheng Chen; Gary R. Lander; Edward B. Flagg

doi:10.3791/56435

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Article de méthode

Fluorescence de résonance d’un point de InGaAs quantique dans une cavité plane à l’aide de détection et Excitation Orthogonal

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DOI :

10.3791/56435

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13 octobre 2017

Disheng Chen¹ , Gary R. Lander¹ , Edward B. Flagg¹

¹Department of Physics and Astronomy, West Virginia University

Dans cet article

Résumé

Excitation résonante d’un point unique quantiques auto-assemblées peut être réalisée à l’aide d’un mode d’excitation orthogonal à la mode de collecte de fluorescence. Nous démontrons une méthode utilisant le Guide d’ondes et les modes de Fabry-Perot d’une microcavité planaire entourant les points quantiques. La méthode permet une liberté totale dans la polarisation de la détection.

Résumé

La possibilité d’effectuer la détection simultanée de fluorescence et de l’excitation résonante est importante pour la mesure optique quantique des points quantiques (QDs). Excitation résonante sans détection de fluorescence – par exemple, une mesure de la transmission différentielle – peut déterminer certaines propriétés du système électroluminescent, mais n’autorise pas les applications ou les mesures basées sur les photons émis. Par exemple, la mesure des corrélations de photon, l’observation du triplet Mollow et réalisation des sources de photon unique tous les besoin de collection de la fluorescence. Excitation incohérente avec détection par fluorescence – par exemple, ci-dessus l’excitation de la bande interdite – peut être utilisée pour créer des sources de photon unique, mais la perturbation de l’environnement en raison de l’excitation diminue les végétations des photons. Sources de photon unique issus des QDs devront être résonance heureux d’avoir des végétations photon haute et collection simultanée des photons sera nécessaire pour rendre les utilisent. Nous démontrons une méthode résonance exciter une QD même incorporé dans une cavité planaire en couplant le faisceau de l’excitation dans cette cavité de la face clivée de l’échantillon, tout en collectant la fluorescence le long de la direction normale surface de l’échantillon. En faisant soigneusement correspondre le faisceau d’excitation sur le mode de guide d’ondes de la cavité, la lumière d’excitation peut coupler dans la cavité et d’interagir avec la QD. Les photons dispersés peuvent coupler sur le mode de Fabry-Perot de la cavité et d’évasion dans la direction normale de surface. Cette méthode permet une liberté totale dans la polarisation de la détection, mais la polarisation de l’excitation est limitée par la direction de propagation du faisceau excitation. La fluorescence de la couche de mouillage fournit un guide pour aligner le chemin de la collection en ce qui concerne le faisceau de l’excitation. L’orthogonalité des modes d’excitation et de détection permet une excitation résonante d’une seule QD avec fond de diffusion laser négligeable.

Introduction

Excitation résonante d’un émetteur de quantique unique combinée avec la détection par fluorescence a été un défi expérimental à long terme, principalement en raison de l’incapacité à discriminer spectralement la fluorescence faible de la diffusion de forte excitation. Cette difficulté, cependant, a été surmontée avec succès ces dix dernières années par deux approches différentes : champ sombre excitation confocale basé sur la polarisation discrimination¹^,²^,³^,⁴ ^,⁵et orthogonale excitation-détection basée su....